Ekspertbudowlany.pl: Budynki jednorodzinne z pompą ciepła, fotowoltaiką i magazynami energii elektrycznej
mgr inż. Paweł Lachman
Nowe budynki, zgodne z aktualnymi przepisami w zakresie efektywności energetycznej, są predysponowane do osiągania stosunkowo wysokiego stopnia samowystarczalności energetycznej. W UE przygotowywane są regulacje zmierzające do tego, by budynki zużywały jak najwięcej energii odnawialnej wyprodukowanej na miejscu. Umożliwi to osiąganie bardzo niskich kosztów eksploatacyjnych i realizację polityki suwerenności oraz samowystarczalności energetycznej państw, a także wpisuje się w globalne cele zrównoważonego rozwoju.
W celu zilustrowania sytuacji dotyczącej typowego budynku jednorodzinnego o powierzchni ogrzewanej 150 m2, wyposażonego w pompę ciepła typu powietrze/woda, magazyn energii elektrycznej oraz instalację fotowoltaiczną, przeprowadzono szczegółową symulację komputerową. Symulacja, oparta na analizie godzinowej obejmującej cały rok, wykonana została przez ICEB Sp. z o.o. oraz PORT PC przy wykorzystaniu zaawansowanego oprogramowania do modelowania energetycznego, jakim jest Polysun.
W ramach przeprowadzonej symulacji przeanalizowano roczny poziom samowystarczalności (autarkii) budynku, uwzględniając następujące założenia:
- lokalizacja budynku – Warszawa, z typowym rozkładem danych meteorologicznych (temperatura, promieniowanie słoneczne itp.);
- zużycie energii elektrycznej przez pompy ciepła typu powietrze/woda o wynikowej wartości SCOP = 3,5 na potrzeby ogrzewania budynku i przygotowania ciepłej wody użytkowej;
- instalacja ogrzewania podłogowego o temperaturze projektowej na zasilaniu/powrocie: 30/25°C;
- projektowe zapotrzebowanie na energię użytkową do ogrzewania: EU 30 kWh/(m2 · rok);
- dobowe zużycie ciepłej wody użytkowej o temperaturze 55°C: 160 litrów (4 osoby);
- roczne zużycie energii elektrycznej: 4000 kWh (4 osoby);
- moduły fotowoltaiczne zamontowane na dachu o orientacji południowej i pochyleniu 40°, zastosowanie falownika o przeciętnej efektywności;
- do analizy przyjęto trzy wielkości magazynów energii elektrycznej: o pojemności 5, 10 i 20 kWh; dodatkowo przeanalizowano wariant bez zastosowania magazynu energii elektrycznej.